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标数法与牛顿台阶问题

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标数法与牛顿台阶问题_第1页
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标数法与牛顿台阶问题关于“标数法”先来看两个最简单的例子 例1 :从A到B的最短路径有多少条?ffil楚香凝解析:从A到C有一种路径,所以在C点标记个“1”从A到D有一种路径, 所以在D点也标记一个1;到B点有两类情况,可以从C过来,也可以从D过来,所以到达 B点的情况数=(到达C点的情况数)+ (到达D点的情况数),所以在B点标记1+1= “2”例2:从A到B的最短路径有多少条?楚香凝解析:从A到C有一种路径,所以在C点标记个“1”从A到D有一种路径, 所以在D点也标记一个1;到E点有两类情况,可以从C过来,也可以从D过来,所以在E 点标记1+1= “2”从A到F有一种路径,所以在F点标记个“1” 到B点有两类情况,可 以从F过来,也可以从E过来,所以在B点标记1+2= “3”注意:标数法适用的前提条件为“最短路径”,更通俗来讲,即不能走“回 头路”下面来看近几年出现过的三道真题例1: A、B、C三地的地图如下图所示,其中A在C正北,B在C正东,连线处为道路 如要从A地到达B地,且途中只能向南、东和东南方向行进,有多少种不同的走法:【山东2014】楚香凝解析:标数法,共15种,选D例2:从A地到B地的道路如图所示,所有转弯均为直角,问如果要以最短距离从A地 到达B地,有多少种不同的走法可以选择? 【黑龙江2015】A.14 B.15 C.18 D.21楚香凝解析:标数法,共15种,选B例3:下图为某大厦走火通道逃离路线。

某大厦集中所有的人员开展火灾逃生演习,从 入口 A点出发,要沿某几条线段才到出口 F点逃离中,同一个点或同一线段只能经过1 次假设所有逃离路线都是安全的,则不同的逃离路线最多有( )种广州2015】楚香凝解析:此题与标数法的区别在于,可以往上和斜上走,所以标数法不再适用,需 分类计算;A—D,之后有四种;A—B—D,之后有三种;A—B—C,之后有三种;共10种, 选C牛顿台阶问题(斐波那契递推数列)例1:十阶楼梯,小张每次只能走一阶或者两阶,请问走完此楼梯共有多少种方法?A.55B.67 C.74 D.89楚香凝解析:解法一:列举找规律;阶梯数:1 2 3 4 5 6 7 8 9 10方法数:1 2 3 5 8 13 21 34 55 89走到1阶只有1种方法;走到2阶有2种(1+1或直接上2阶);走到3阶有3种(1+1+1 或1 +2或2+1)…依次类推,选D解法二:到达第十阶的前一步只有两类情况:【从第九阶迈一步上来】或者【从第八阶 迈两步上来】,所以到达第十阶的情况数=(到达第九阶的情况数)+ (到达第八阶的情况数), 以此类推,到达某阶的情况数等于前面两个数之和(前两项通过列举得到),由此可得斐波 那契递推数列 1、2、3、5、8、13、21、34、55、89,选 D解法三:分类计算;走五次两阶、共五步,有1种;走四次两阶、共六步,选出四步来走两阶,有C (6 4) =15种;走三次两阶、共七步,选出三步来走两阶,有c (7 3) =35种; 走两次两阶、共八步,选出两步来走两阶,有C(8 2)=28种;走一次两阶、共九步,选出一步来走两阶,有C(9 1)=9种; 走0次两阶,有1种;共 1+15+35+28+9+1=89 种,选 D拓展:十阶楼梯,小张每次只能走一阶或者两阶或者三阶,请问走完此楼梯共有多少种 方法?A.89 B.169 C.230 D.274楚香凝解析:到达第十阶的情况数=(到达第九阶的情况数)+(到达第八阶的情况数) + (到达第七阶的情况数),以此类推…到达某阶的情况数等于前面三个数之和(前三项通过 列举得到),由此可得斐波那契递推数列如下:阶梯数: 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10方法数: 1 2 4 7 13 24 44 81 149 274例2:小璐有8元钱,她准备从明天起,用这8元钱每天买一个冰激淋或者一包果冻吃。

冰激淋1元一个,果冻2元一包请问小璐花完这8元钱一共有多少种方法? 【广东2003】A.21 B.34 C.55 D.89楚香凝解析:八元钱看作八个台阶,买个冰激凌相当于走一步、买包果冻相当于走两步,台阶数 1 2 3 4 5 6 7 8方法数 1 2 3 5 8 13 21 34方法数对应斐波那契数列,选B例3:兔子在出生两个月后,就有繁殖能力,一对兔子每个月能生出一对小兔子来如 果现在给你一对幼兔,所有兔都不死,那么一年后可以繁殖多少对兔子?(假设每对兔子都 为雌雄各一只) 【吉林2008】A.144 B.233 C.286 D.315楚香凝解析:假设刚出生的兔子,一个月后长成大兔子、两个月及以后的每个月可以生 一对小兔子;小兔子的来源只有一种:大兔子生出小兔子;大兔子的来源有两种:小兔子经 过一个月变成大兔子、原来的大兔子依然是大兔子;可得下表月份数出生123 456 7 8 9 10 11 12小兔子对数1011 23大兔子对数0112 35兔子总对数1123 5813 21 34 55 89 144 233可得兔子总数为斐波那契数列,选B从本质分析,兔子总对数=(当月大兔子对数) +(当月小兔子对数),当月大兔子对数= 上个月的小兔子对数+上个月的大兔子对数=上个月兔子总对数;同理,当月小兔子数=上个 月的大兔子数=上上个月总兔子对数,所以兔子总对数=(上个月兔子总对数) +(上上个月 总兔子对数)。

例4:如图所示为两排蜂房,一只蜜蜂从左下角的1号蜂房到8号蜂房,假设只向右方(正右或右上或右下)爬行,则不同的走法有( ) 【安徽2011】楚香凝解析:斐波那契数列;从1号出发,到达编号数 5 2 6 3 7 4 8对应方法数 1 2 3 5 8 13 21 ,选C从本质分析,到达7号的前一步有两类情况:【从3号往右上过来】或者【从6号往右 过来】,所以到达7号的情况数=【到达3号的情况数】+【到达6号的情况数】斐波那契数对于求一些标准格子图形的最短路径数,除了标数,还可以利用排列组合例5:从一个3X4的方格中的一个顶点A到顶点B的最短路线有几条?A.28 B.30 C.32 D.35楚香凝解析:往右走4步、往上走3步,总共7步,相当于从7步里选出3步往上走 即可,C (7 3) =35 种例6:从一个6X4的方格中的一个顶点A到顶点B、且不经过C点的最短路线有几条?A.96 B.100 C.120 D.195楚香凝解析:A-B的总情况数减去必经过C的情况数(先A-C,然后C-B)即可, C(10 4)-C(6 2)*C(4 2)=120 种,选 C巩固练习题:(有一定难度)例1:十阶楼梯,小张每次只能走一阶或者三阶,请问走完此楼梯共有多少种方法?A.32 B.40 C.46 D.28楚香凝解析:到达第十阶的情况数=(到达第九阶的情况数)+ (到达第七阶的情况数), 以此类推…到达某阶的情况数等于【前面挨着的第一个数】与【前面挨着的第三个数】之和 (前三项通过列举得到),由此可得斐波那契递推数列如下:阶梯数:1 2 3 4 5 6 7 8 9 10方法数: 1 1 2 3 4 6 9 13 19 28 ,选 D例2: 一条小河宽6米,一只青蛙向前跳一次可以跳0.5米或1米,这只青蛙从河的一 岸跳到对岸共有多少种跳法?A.74 B.92 C.168 D.233楚香凝解析:相当于总共有12级台阶,每次可以走一步或两步,阶梯数: 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12方法数: 1 2 3 5 8 13 21 34 55 89 144 233,选D例3:余梅今年4岁,爱吃泡泡糖,她现有10颗完全相同的泡泡糖,妈妈只允许她每 次吃一颗或两颗,则她共有()种不同的组合方法吃完这些泡泡糖。

【陕西2015】A.72 B. 89 C.95 D.107 E.112 F.124 G.136 H.144楚香凝解析:牛顿台阶问题,本质斐波那契递推数列;台阶数 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10方法数 1 2 3 5 8 13 21 34 55 89 ,选 B例4:如图所示为三排蜂房,一只蜜蜂从左下角的蜂房到右下角的蜂房,假设只向右方 (正右或右上或右下)爬行,则不同的走法有( )种?例:5:从一个4X4的方格中的一个顶点A到顶点D,必须经过B点且不能经过C点 的最短路线有几条?■115A.12 B.15 C.18 D.24楚香凝解析:C(4 2)*[C(4 2)-C(3 2)]=18 条,选 C对本类问题做进一步拓展例1:十阶楼梯,小张每次只能走一阶或者两阶,若不能经过第7阶,走完此楼梯共有 多少种方法?A.21 B.26 C.54 D.89楚香凝解析:解法一:牛顿台阶问题,本质斐波那契递推数列;台阶数 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10方法数 1 2 3 5 8 13 0 13 13 26 ,共 26 种,选 B解法二:分步,1-6阶有13种,然后直接到达第八阶,还剩下两阶有2种,共13*2=26 种,选B例2:十阶楼梯,小张每次只能走一阶或者两阶,若必须经过第7阶,走完此楼梯共有多少种方法?A.42 B.54 C.63 D.72楚香凝解析:解法一:牛顿台阶问题,本质斐波那契递推数列;台阶数 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10方法数 1 2 3 5 8 13 21 21 42 63 ,共63种。

解法二:分步,1-7阶有21种,还剩下三阶有3种,共21*3=63种,选C例3 :由1、3、4组成的各位数字和为9的多位数共有多少个?(可以只用1种或2种 数字)A.20 B.25 C.30 D.40楚香凝解析:分类讨论方法不再详述 转化为台阶问题,总共九级台阶,每次可以走一步、三步或四步台阶数 1 2 3 4 5 6 7 8 9方法数 1 1 2 4 6 9 15 25 40 ,共40种,选D例4 :有1 5枚棋子,每次可以取出1-4个,但每次取过后剩下的不能是3或4的倍数, 有多少种取法?A.33 B.42 C.60 D.78楚香凝解析:树形图标数的方法不再详述转化为台阶问题,共15个台阶,其中3的倍数或4的倍数阶不能到达比如到达第七阶的情况数=(到达第六阶的情况数)+(到达第五阶的情况数)+(到达 第四阶的情况数)+(到达第三阶的情况数),其中有些情况数为 0;取出数:1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15剩余数:14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0方法数:1 2 0 4 7 0 0 11 0 11 0 0 11 22 33 ,选 A例5:20枚硬币分若干次取完,每次取完后不能留下3的倍数,有多少种取法?A.4200 B.5672 C.7564 D.8192楚香凝解析:转化为台阶问题,取完后剩余数为19-1,其中第18、15、12、9、6、3 阶不能到达,还剩下19-6=13个台阶,每个台阶到达与否都有2种选择,共213=8192种,选 D。

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